2020版新教材高中生物54光合作用与能量转化21ppt课件新人教版必修.ppt
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1、二光合作用的原理和应用第1课时光合作用的原理 一、光合作用概念和反应式一、光合作用概念和反应式1.1.概念概念:绿色植物通过绿色植物通过_,_,利用光能利用光能,将二氧化碳和水转化成储存着能量将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物的有机物,并且释放出并且释放出_的过程。的过程。2.2.反应式反应式:_:_。叶绿体叶绿体氧气氧气COCO2 2+H+H2 2O (CHO (CH2 2O)+OO)+O2 2二、光合作用探究历程二、光合作用探究历程1.191.19世纪末世纪末,科学界普遍观点科学界普遍观点:C:C与与H H2 2O O结合成结合成_。2.19282.1928年年:甲醛不能通过光合作用转
2、化成甲醛不能通过光合作用转化成_。3.19373.1937年年,英国希尔英国希尔:离体叶绿体在适当条件下可产生离体叶绿体在适当条件下可产生_。甲醛甲醛氧气氧气糖糖4.19414.1941年年,鲁宾和卡门鲁宾和卡门:研究了光合作用中研究了光合作用中_的来源的来源(氧气来源于氧气来源于H H2 2O)O)。5.19545.1954年年,美国阿尔农美国阿尔农:光照下光照下,叶绿体可合成叶绿体可合成_;1957_;1957年年:这一过程总是与水这一过程总是与水 的光解相伴随。的光解相伴随。氧气氧气ATPATP知识点一光合作用的探究历程知识点一光合作用的探究历程1.1.希尔实验希尔实验:(1)(1)实验
3、过程实验过程:离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有悬浮液中有H H2 2O,O,没没有有COCO2 2),),在光照下可以释放出氧气。在光照下可以释放出氧气。(2)(2)实验结论实验结论:在适当条件下叶绿体产生氧气。在适当条件下叶绿体产生氧气。2.2.鲁宾和卡门实验鲁宾和卡门实验:相互对照相互对照(条件相同的两组材料条件相同的两组材料,分别标记不同的物质分别标记不同的物质:一组为一组为 H H2 21818O O ,另一组为另一组为C C1818O O2 2)。3.3.阿尔农实验阿尔农实验:光照下叶绿体合成光照下叶绿体合成ATP,ATP,
4、这一过程与水的光解相伴随。这一过程与水的光解相伴随。【思考思考讨论讨论】希尔实验说明水光解可以产生氧气希尔实验说明水光解可以产生氧气,是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧全是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧全部来自水部来自水?为什么为什么?(?(科学思维科学思维)提示提示:不能。叶绿体内还有其他含有氧元素的物质不能。叶绿体内还有其他含有氧元素的物质,不能确定氧元素全部来自水。不能确定氧元素全部来自水。【素养案例素养案例】美国科学家鲁宾美国科学家鲁宾(S.Ruben)(S.Ruben)和卡门和卡门(M.kamen)(M.kamen)用用1818O O分别标记分别标记H H2 2O O和和COC
5、O2 2中的氧中的氧,进行光合作用实验。该实验证明了进行光合作用实验。该实验证明了()A.A.光合作用制造了有机物光合作用制造了有机物B.B.光合作用需要利用根系吸收的水分光合作用需要利用根系吸收的水分C.C.光合作用生成的氧来自水光合作用生成的氧来自水D.D.光合作用吸收的二氧化碳来自大气光合作用吸收的二氧化碳来自大气【解析解析】选选C C。美国科学家鲁宾和卡门用。美国科学家鲁宾和卡门用1818O O分别标记分别标记H H2 2O O和和COCO2 2中中的氧的氧,进行光合作用实验。实验过程中进行光合作用实验。实验过程中,发现如果用发现如果用1818O O标记标记H H2 2O,O,光合作用
6、释放的氧气中含有光合作用释放的氧气中含有1818O;O;用用1818O O标记标记COCO2 2,光合作用释放的氧光合作用释放的氧气中没有气中没有1818O O。科学家通过相互对照实验。科学家通过相互对照实验,证明了光合作用生成的证明了光合作用生成的O O2 2中的氧来自中的氧来自H H2 2O O。【素养素养迁移迁移】下面表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条下面表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下件下,小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后,以下相以下相关实验比较不正确的是关实验比较不正确的是()A.YA.Y2 2
7、的质量大于的质量大于Y Y3 3的质量的质量B.B.中小球藻的质量大于中小球藻的质量大于中小球藻的质量中小球藻的质量C.C.中水的质量大于中水的质量大于中水的质量中水的质量D.D.试管试管的质量大于试管的质量大于试管的质量的质量C C二、光合作用的过程二、光合作用的过程1.1.写出图中序号代表的物质或过程写出图中序号代表的物质或过程:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _NADPHNADPHATPATPCOCO2 2(CH(CH2 2O)O)光反应光反应暗反应暗反应2.2.光反应阶段光反应阶段:(1)(1)场所场所:叶绿体的叶绿体的_。(2)(2)条件条件:_:_、_和有关的和有关的_。(
8、3)(3)物质变化物质变化:水的光解水的光解:H:H2 2O _+_O _+_ATPATP的合成的合成:ADP+Pi+:ADP+Pi+能量能量 _。(4)(4)能量变化能量变化:将将_转变为活跃的转变为活跃的_。类囊体薄膜类囊体薄膜光光色素色素酶酶O O2 22NADPH2NADPHATPATP光能光能化学能化学能3.3.暗反应阶段暗反应阶段:(1)(1)场所场所:叶绿体内的叶绿体内的_中。中。(2)(2)条件条件:_:_的催化。的催化。(3)(3)物质变化物质变化:CO:CO2 2的固定的固定:CO:CO2 2+C+C5 5 2C2C3 3CC3 3的还原的还原:C:C3 3 (CH(CH2
9、 2O)O)C C3 3 C C5 5叶绿体基质叶绿体基质酶酶(4)(4)能量变化能量变化:_:_中活跃的化中活跃的化学能转变为有机物中学能转变为有机物中_。ATPATP稳定的化学能稳定的化学能【激疑激疑】(1)(1)在无光条件下在无光条件下,暗反应能否长期进行暗反应能否长期进行?提示提示:在无光条件下在无光条件下,光反应不能进行光反应不能进行,光反应的产物光反应的产物ATPATP和和NADPHNADPH减少减少,不能满足暗反应的需求不能满足暗反应的需求,暗反应将停止进行。暗反应将停止进行。(2)(2)若暗反应停止若暗反应停止,光反应能否持续进行光反应能否持续进行?提示提示:暗反应停止暗反应停
10、止,光反应产生的光反应产生的ATPATP和和NADPHNADPH积累过多积累过多,抑制光反抑制光反应的进行。应的进行。知识点二光合作用的过程知识点二光合作用的过程1.1.光反应与暗反应的比较光反应与暗反应的比较:(1)(1)区别区别:项目项目光反应光反应暗反应暗反应(碳反应碳反应)实质实质光能转化为化学能光能转化为化学能,并释放并释放O O2 2同化同化COCO2 2,合成有机物合成有机物需要条件需要条件外界条件外界条件:光照光照;内部条件内部条件:色素、酶色素、酶不需要光照不需要光照;内部条件内部条件:酶酶反应场所反应场所叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体基质内叶绿体基质内物质变
11、化物质变化水的光解水的光解:水分解成水分解成NADPHNADPH和和O O2 2ATPATP的合成的合成:在相关酶的作用下在相关酶的作用下,ADP,ADP和和PiPi形形成成ATPATPCOCO2 2的固定的固定:CO:CO2 2+C+C5 5 2C2C3 3CC3 3的还原的还原:2C:2C3 3 (CH (CH2 2O)+CO)+C5 5能量变化能量变化光能光能活跃的化学能活跃的化学能活跃的化学能活跃的化学能有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能相应产物相应产物O O2 2、ATPATP和和NADPHNADPH糖类等有机物糖类等有机物(2)(2)联系联系:光反应为暗反应提供两种重要物质光
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